硬度計制造技術

一種硬度計，它包括：支承構架；支承構架內有空腔和同軸的導向孔。有驅動絲杠，線性位移裝置和力傳感器位于支承構架的空腔內且同軸；線性位移裝置的前端是管狀導向筒，內有導向孔，帶壓頭的壓頭桿在導向孔內作軸向滑動；管狀導向筒端部有可卡住被測材料的測試面的外露邊緣；線性位移裝置內有空腔，傳動軸和位移傳感器，傳動軸用兩個彈性膜片懸掛空腔，兩端分別與驅動絲杠和壓頭桿點接觸，位移傳感器安裝在空腔和傳動軸中間；保持架在支承構架下部。保持架有一個支承部件，且浮動地安裝在保持臂的下端。支承部件有一個支承平臺和一個球形底部，保持架與支承構架是可拆卸的，以適應不同被測材料的厚度。（*該技術在2014年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種測試材料硬度的儀器，簡稱為硬度計，使用者利用該儀器可在被測材料特定表面進行精確的硬度測試。
技術介紹
常規的便攜式硬度計一般由帶支承平臺的支承構架和裝有壓頭桿的驅動裝置組成，壓頭桿能滑動并對準支承平臺使被測材料處于支承平臺和壓頭桿之間的恰當位置。依據向壓頭桿施加一個定量力(例如60KG，100KG，150KG)并使壓頭壓入材料表面來測定被測物質的硬度。力可分為預負荷和主預荷，先施加預負荷，然后施加主預荷，然后釋放主負荷，并保持預負荷，此時根據在被測試表面的壓痕深度來確定硬度。然而這種常規的硬度計有一些缺點。為了測試位于支承平臺和壓頭之間的材料的硬度，被測試的材料必須有一個被測試的平面和支承平面，測試平面是用于壓頭測試，而支承平面是放在支承平臺上，這兩個平面必須是平整的而且是互相平行，所以這種硬度計不能測試不規則形狀的測試材料，否則由于不平的測試表面和不平的支承表面會造成測試結果不準。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種能提高測試結果準確性的硬度計，使用者在被測材料上選取有限的測試面，就可以精確的測得材料的硬度。為了實現上述目的，本技術采取以下設計方案一種硬度計，包括一支承構架，支承構架內有一個空腔，空腔內有一個作軸向滑動并與空腔同軸的導向孔。有一驅動絲杠，位于支承構架的空腔內。帶壓頭的壓頭桿，在導向孔內作軸向滑動，并與驅動絲杠處于同一軸線。一線性位移裝置，包括一個空腔，一個傳動軸和一個位移傳感器，傳動軸用兩個彈性膜片懸掛在空腔內，使傳動軸在空腔內作軸向移動，兩端分別與驅動絲杠和壓頭桿點接觸，位移傳感器安裝在空腔和傳動軸中間。所述的支承構架有一個手持外殼，空腔就在其內，在外殼的上部安裝可對驅動絲杠加載的驅動輪。在空腔內的線性位移裝置可向外滑動，線性位移裝置前端裝有一個管狀導向筒，管狀導向筒內為導向孔，管狀導向筒前端有可卡住被測材料測試面的外露邊緣。所述的管狀導向筒端部外露邊緣是一個平面，能夠校準被測材料的測試表面，并引導壓頭桿的壓頭正確壓入被測材料。所述的能夠傳遞來自驅動絲杠負載的傳動軸有兩個驅動端，一個驅動端與驅動絲杠點接觸，另一個驅動端與壓頭桿點接觸，傳動軸就把來自驅動絲杠的力傳遞給壓頭桿.這種點接觸機構，使傳動軸僅能傳遞軸向力，不能傳遞橫向分力，保證了測試精度。它還包括有一個設置在空腔內的力傳感器.力傳感器與驅動絲杠同軸。力傳感器的上端靠在螺母的臂上，力傳感器的下端與鋼球點接觸，以消除力傳遞過程中的干擾，鋼球固定在短軸上，短軸通過止推軸承同大齒輪相結合。以使力傳感器能精確地測量施加在壓頭桿的壓頭的力。它還包括有一個位于支承構架下方的保持架，保持架底部有一個支承平臺，它能隨著被測材料調整，使被測材料卡在導向孔端部的外露邊緣與支承平臺之間，并使被測材料的測試面與壓頭桿垂直。所述的保持架有一保持臂和支承部件，保持臂呈L型，從支承構架延伸下來，支承部件有一個支承平臺和一個球形底部，且浮動地安裝在保持臂的下端。使支承平臺自由的調整去適應被測材料。為了使導向孔端部外露邊緣與支承平臺之間保持一個距離，以適應被測材料的厚度，保持架與支承構架是可拆卸的，使用者可根據被測材料的厚度選擇相應尺寸的保持架。本專利技術的優點是1、本專利技術所提供的硬度計，其驅動絲杠與一個同軸的壓頭桿在一條直線上，傳動軸與驅動絲杠和壓頭桿點接觸，并把驅動絲杠的力傳給壓頭桿，可有效減少由于驅動絲杠的側向移動造成的測試誤差。2、本專利技術所提供的硬度計不需要被測材料有支承面，這就減少了由于被測材料因形狀不規則造成的測試誤差。3、本專利技術提供的硬度計有一個位移傳感器，能夠通過電路測得壓頭桿的線性位移，這樣，就能夠更精確的測試被測材料的硬度。4、本專利技術提供的硬度計，其位移傳感器能借助于傳動軸支承測得壓頭桿的線性位移，并能提高測試結果的準確性。5、本專利技術提供的硬度計有一個相對于壓頭桿獨立的力傳感器，這個力傳感器能精密地測量施加在壓頭的力。6、本專利技術提供的硬度計有一個與支承平臺融為一體的支架臂，它能調整被測材料的支承面的偏差，改善測試質量。本專利技術的設計可使支承平臺能夠任意調整以便適應不同被測材料的支承面，盡管被測物體表面不平整，這種硬度計照樣能夠測試。7、本專利技術提供的硬度計是便攜式的，易于使用。附圖說明圖1-(a)為本專利技術結構示意圖(剖面)圖1-(b)為本專利技術外觀圖(側視)圖2為線性位移裝置結構示意圖(剖面)圖3為電容傳感器電路原理圖圖4為應變式力傳感器的剖面圖圖5為應變式力傳感器電路原理圖具體實施方式如圖1、圖2所示，本專利技術硬度計最佳實施如圖所示，它適用于測試有一個測試面的被測物體1。本硬度計包括一支承架10，支承構架內有一個空腔11，在空腔11內有一個作軸向滑動并與空腔11同軸的突出的導向孔12，驅動絲杠20位于支承構架10的空腔11中，帶壓頭31的壓頭桿30在導向孔12內做軸向滑動并與驅動絲杠20處同一軸線，保證壓頭31能正確地壓入測試材料1的測試表面。本專利技術硬度計還包括一線性位移裝置40，包括空腔43，傳動軸41和位移傳感器42，傳動軸41用兩個彈性膜片431，432懸掛在空腔43內，使傳動軸41在空腔內作軸向移動，傳動軸41兩端分別與驅動絲杠20和壓頭桿30點接觸，位移傳感器42安裝在空腔43和傳動軸41中間。根據本專利技術的首選最佳裝置，支承構架10由金屬類的鋼性材料制作，支承構架有一個手持外殼13，空腔11就在其內，在外殼13上部安裝可對驅動絲杠20加載的驅動手輪14，經小齒輪141，大齒輪16及大齒輪16的內螺紋，驅動絲杠20的外螺紋，將手輪14的旋轉運動變成直線運動，使在空腔11內的線性位移裝置40做直線運動，線性位移裝置40前端裝有一個管狀導向筒15，管狀導向筒15內為導向孔12，管狀導向筒15前端有可卡住被測材料1測試面的外露邊緣151。所述的管狀導向筒15端部外露邊緣151是一個平面，能夠校準被測材料1的測試面，并引導壓頭桿30的壓頭31正確地壓入被測材料1，因此，僅要求被測材料1有一個很小測試平面，就足夠管狀導向筒15的端部外露邊緣151對測試表面作必要的校準，以使壓頭桿30在管狀導向筒15內的導向孔12內作軸向移動，這樣壓頭31就能精確壓入被測材料1的測試面并測定其硬度。支承構架10內還有一個彈性原件17，它在導向孔12內，它的作用是使壓頭桿30處于正常的測試位置，當測試材料1時，它保證管狀導向筒15的端部外露邊緣151能緊密壓在被測材料1的測試表面，并保證被測試材料1的測驗試面與壓頭桿30垂直，根據本專利技術的首選最佳裝置，彈性元件17為壓縮彈簧，沿軸向安裝于壓頭桿30上，它的兩端分別是靠在壓頭桿30上及導向孔12的臺階上，促使壓頭桿30在導向孔12內作定向移動。因此，當壓頭桿30的壓頭31被力推出導向孔12的外露邊緣151并壓入被測材料1的測試表面后，卸除壓力，壓縮彈簧17回彈，帶動壓頭桿30回到導向孔12內。如圖2所示，傳動軸有兩個驅動端，一個驅動端411與驅動絲杠20點接觸，另一個驅動端412與壓頭桿30點接觸，這樣，傳動軸41就把來自驅動絲杠20的力傳遞給壓頭桿30，因此當實施壓力給驅動絲杠20并使其向下移動時，通過傳動軸41的作用，壓頭桿30也被驅動向下滑動，使壓頭31突出導向孔12外露邊緣15本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種硬度計，其特征在于它包括：一支承構架，支承構架內有一個空腔，空腔內有一個作軸向滑動并與空腔同軸的導向孔；一驅動絲杠位于支承構架的空腔內；一力傳感器于支承構架的空腔內，力傳感器與驅動絲杠同軸；一帶壓頭的壓頭 桿，在導向孔內作軸向滑動，并與驅動絲杠處于同一軸線；一線性位移裝置包括一個空腔，一個傳動軸和一個位移傳感器，傳動軸用兩個彈性膜片懸掛在空腔內，使傳動軸在空腔內作軸向移動，兩端分別與驅動絲杠和壓頭桿點接觸，位移傳感器安裝在空腔和傳動軸 中間。

【技術特征摘要】
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳紹明，
申請(專利權)人：吳紹明，
類型：實用新型
國別省市：US[美國]